지난 한 해 과학자들이 관심을 가졌던 키워드는 ‘암’ ‘블록체인’ ‘빅데이터’ ‘인공지능’(AI)로 조사됐다. 과학저널 ‘네이처’는 세계적인 학술지 출판사인 엘스비어에서 운영하는 학술데이터베이스인 ‘스코퍼스’(Scopus)에서 가장 많이 검색된 키워드를 분석해 지난 7일 밝혔다. 네이처는 지난해 검색된 학술 키워드와 2017년도에 가장 많이 검색된 학술키워드의 순위 변동도 분석해 냈다. 그 결과 2년 연속 ‘암’이 과학자들이 가장 많이 검색한 키워드 1위로 나타났다. 그 다음으로 많이 검색된 용어는 ‘블록체인’으로 조사됐다. 특히 눈에 띄는 것은 ‘머신 러닝’과 ‘딥 러닝’과 같은 인공지능(AI) 관련 용어들이 상위 20위권 내에 포진됐다는 점이다. 지난해 13위에 머물렀던 ‘인공지능’도 4위에 랭크됐다. 이렇게 AI 관련 용어들의 검색이 많이 된 것은 관련 연구 결과들이 다양한 분야에서 속속 나타나고 있기 때문으로 분석됐다. 영국 케임브리지대 미래지성센터의 과학-커뮤니케이션 연구자인 칸타 디알 박사는 “AI와 관련한 연구나 AI를 활용한 연구를 위해 R&D 자금을 지원 받고 있는 사람들이 많아졌다는 방증이기도 하다”라며 “AI 관련 연구소와 관련 연구 프로젝트들도 늘어나고 있기 때문에 2019년에도 이와 같은 추세는 계속될 것”이라고 설명했다.또 ‘빅데이터’도 2017년 6위에서 지난해 3위로 뛰어올랐으며 블록체인 기술에 대한 인기도 폭발적으로 증가해 19위에서 지난해 2위로 뛰어올랐다. 영국 맨체스터대 키에론 플래네건 과학기술정책 교수는 “과학기술계에서 유행어는 현재 연구 추세를 보여주는 것 뿐만 아니라 과학자들이 구체적으로 알고 싶어하는 것들을 반영하는 경향도 크다”라며 “블록체인 같은 경우도 과학자들이 자신의 연구에 블록체인을 어떻게 적용할 수 있을까 관심을 가진 것일 뿐 이에 대한 구체적인 연구성과로 이어지지 않는 경우도 많다”라고 설명했다. 또 한국에서 ‘4차 산업혁명’이라고 불리는 ‘인더스트리 4.0’도 과학자들이 지난해 많이 검색했던 용어 10위에 자리잡았다. 반면 ‘그래핀’은 2017년 7위에서 지난해 13위로 밀려났고, 2017년 9위와 10위를 기록했던 스트레스와 사물인터넷(IoT)는 물론 비만 역시 지난해는 20위권 밖으로 밀려났다. 네이처는 구글 뉴스랩을 통해 일반인들이 가장 많이 검색한 과학키워드도 분석했다. 네이처는 과학 관련 용어 중 빅뱅이론 같은 TV드라마, 쥬라기 월드 같은 영화, 기업명, 게임 등은 분석에서 제외했다. 그 결과 지난해 일반인들이 가장 많이 검색한 상위 5개 검색어는 수학 방정식과 상수들이었다. 지난해 가장 많이 검색됐던 용어는 ‘원의 면적’이었으며 두 번째는 ‘빛의 속도’, 그 다음은 ‘삼각형 면적’, ‘원주 공식’ ‘원통 부피’로 나타났다. 2017년에 일반인이 검색한 1~5위까지 과학 용어들은 일식 안경, 2017년 일식, 진드기, 원의 면적, 2017년 일식시간이었다.일반인들의 과학용어 검색 양은 1년 내내 일정한 분포를 보이지만 특정 달에 감소하거나 증가하는 추세도 뚜렷하게 나타나고 있다. 지난해 3월 영국의 세계적인 물리학자 스티븐 호킹 박사가 타계했을 때와 일식이나 월식이 있을 때는 검색량이 급증했다. 미국의 천문학자 닐 디그레스 타이슨은 2017년과 2018년 두 해에 걸쳐 유일하게 10위권 안에 포함된 검색어로 나타났다. 2017년에는 일식과 월식 등 천체현상 때문인 것으로 분석되며 지난해에는 타이슨 박사의 대학시절 성추문 때문인 것으로 분석됐다. 영국 런던에 있는 구글 뉴스랩 트렌드분석가인 샘 월시 연구원은 “정확히 어떤 추세가 있다고 말하기는 어렵지만 여름과 겨울에는 과학관련 용어의 검색 숫자가 확연히 줄어드는데 이는 휴가철이기 때문일 것으로 추정된다”며 “학생들의 학기가 진행 중인 때나 중간, 기말시험이 있는 5월 쯤에는 과학관련 용어 검색이 급증하는 추세를 보이는 것을 알 수 있다”고 말했다.유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2018년은 겨울과 여름철 기온 변동이 큰 한 해였으며 크고 태풍 2개가 한반도를 지나가는 등 이상기후가 계속됐던 것으로 분석됐다. 기상청은 8일 이 같은 내용이 포함된 ‘2018년 기상특성’을 발표했다. 기상청에 따르면 1월 23일~2월 13일에는 평창동계올림픽 개최를 걱정할 정도로 강한 한파가 발생해 전국 최고기온이 0.6도에 머무는 등 1973년 기상관측망이 전국에 설치된 이후 최저기온을 기록하며 2018년이 시작됐다. 봄이 시작되는 3월에는 따뜻하고 습한 남풍기류가 자주 유입돼 평년보다 기온이 높고 강수량도 많아 급격한 계절변화가 나타났었다. 또 평년 32일 정도 이어진 여름철 장마 기간이 14~21일에 불과해 1973년 이후 두 번째로 짧은 장마기간을 기록했다.장마가 빨리 끝나면서 티벳 고기압과 북태평양 고기압의 영향으로 무더위가 장기간 계속돼 폭염일수가 31.4일(평년 9.8일), 열대야일수 17.7일(평년 5.1일)로 이례적인 폭염 기록을 세우기도 했다고 기사엉은 밝혔다. 이는 여름철 전국 평균기온은 1위, 최고, 최저기온은 2위, 폭염일수와 열대야일수는 최다 1위에 해당된다. 특히 8월 1일에는 강원도 홍천 낮 최고기온이 41도를 기록해 관측 사상 최고로 나타났으며 서울도 39.6도로 나타나 1907년 10월 1일 근대 기상관측 이후 111년만에 극값을 기록했다. 8월 26~31일에는 6년만에 한반도를 관통한 태풍 솔릭의 영향으로 많은 양의 수증기가 지속적으로 유입돼 강한 국지성 호우와 함께 전국에 많은 비가 내렸다. 또 10월에는 상층 기압골의 영향으로 때이른 추위가 찾아왔지만 10월 5~6일 제25호 태풍 콩레이가 제주도와 남해안을 통과하면서 많은 비를 뿌리고 지나가 10월 전국 강수량이 164.2㎜를 기록해 1973년 이후 10월 최다 강수량을 기록했다.유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

노년층의 가장 큰 걱정은 암과 같은 치명적인 질병 뿐만 아니라 자기 자신, 그리고 살아온 날들의 기억을 잃는 것이다. 기억이 사라져 좋든 싫던 삶의 궤적을 뒤돌아볼 수 없게 되고 고상하게 늙어갈 권리마저 빼앗는 치매는 고령화 사회로 가는 전 세계 모든 국가들의 걱정꺼리이다. 치매의 절반 이상이 알츠하이머성 치매로 알려져 있음에도 알츠하이머의 발병원인이 정확히 밝혀지지 않아 치료 방법도 마땅치 않은 상황이다. 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌·인지과학전공 유성운 교수, 서울대 치의과대 이성중 교수, 한국생명공학연구원 김선영 박사 공동연구팀은 뇌 면역세포의 자가포식 작용이 방해를 받으면서 알츠하이머가 발생한다는 사실을 규명했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘오토파지’ 최신호에 실렸다. 자가포식은 기능 이상이 생기거나 오래돼 손상된 세포, 독성을 가진 세포 내 물질을 제거하는 생체현상이다. 일본 도쿄공업대 오스미 요시노리 명예교수는 자가포식 현상을 규명해 질병 치료 길을 확장시킨 공로로 2016년에 노벨생리의학상을 단독 수상한 바 있다. 뇌에서는 미세아교세포라는 면역세포가 뇌 조직에 생긴 해로운 물질을 없애는 청소부 역할을 하고 있다. 그 동안 뇌 염증 반응과 뇌세포 자가포식 작용이 퇴행성 뇌질환과 관련이 있다는 것을 보여주는 연구는 많았지만 구체적인 메커니즘에 대해서는 밝혀지지 않았다. 연구팀은 미세아교세포 표면에 존재하는 ‘TLR4’라는 수용체에 염증유도 물질이 결합되면서 세포내 관련 신호전달 경로가 활성화돼 자가포식 작용을 억제시킨다는 사실을 밝혀냈다. 자가포식 작용이 억데되면 알츠하이머를 일으키는 원인물질로 알려진 베타아밀로이드 분해 능력 저하로 이어지게 되고 결국 알츠하이머를 악화시킨다는 설명이다. 유성운 DGIST 교수는 “퇴행성 뇌질환에 걸리면 항상 신경염증이 증가하는데 이번 연구는 염증이 늘어나면서 미세아교세포에서 자가포식 현상이 억제된다는 사실을 처음으로 밝혀냈다는데 의미가 크다”며 “미세아교세포의 자가포식 활성은 베타아밀로이드 분해, 신경회로 재구성, 사이토카인 분비 조절 등 다양한 역할을 수행하는 만큼 신경염증을 유발시키는 다양한 퇴행성 뇌질환과 정신질환의 치료에 이용할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 공학 분야 최고 권위 단체인 한국공학한림원(회장 권오경)이 올해 신입 정회원 42명과 일반회원 61명을 선정해 7일 발표했다. 이번에 선정된 정회원은 현택환 서울대 교수, 이인규 고려대 교수, 임혜숙 이화여대 공대학장, 허건수 한양대 교수, 배종태 카이스트 교수 등 학계 23명, 이석희 SK하이닉스 사장, 정은승 삼성전자 사장, 노기수 LG화학 사장, 김이환 한국산업기술진흥협회 상임부회장 등 산업계 19명이다. 또 공학 분야에서 탁월한 업적을 이룬 사람 중 선발하는 일반회원으로는 정희태 카이스트 교수, 황철성 서울대 교수, 김상욱 한양대 교수, 차형준 포스텍 교수 등 학계 35명, 홍순국 LG전자 사장, 이우현 OCI사장, 이종수 현대자동차 부사장, 김동섭 한국전력공사 사업총괄 부사장 등 산업계 26명이 선임됐다. 신입 정회원 중 최연소 회원은 1967년생인 이인규(53) 고려대 전기전자공학부 교수이며 일반회원 중 최연소 회원은 1975년생인 김현진(45) 서울대 기계항공공학부 교수이다. 공학한림원 일반회원은 공학과 산업기술 등 분야에서 15년 이상 활동하면서 해당 분야에 공헌도가 높은 사람을 대상으로 선발하며 정회원은 일반회원 중 업적 심사와 전체 정회원 서면투표를 통해 선출하고 있다. 이번 신입회원 선임으로 공학한림원의 정회원은 285명, 일반회원은 343명이 됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

화요일인 8일에도 전국이 탁한 공기에 시달리겠다. 오후부터는 차가운 대륙고기압의 영향으로 다시 추워질 것으로 전망됐다. 기상청은 “중국 북부지방에서 확장하는 고기압의 영향으로 전국이 구름많은 날씨를 보이다가 낮부터 맑아지겠지만 차가운 공기가 대거 유입되면서 수요일 아침 기온은 전국 대부분이 영하 10도 안팎의 차가운 날씨를 보일 것”이라고 7일 예보했다. 8일 전국의 아침 최저기온은 영하 12도~영상 1도, 낮 최고기온은 영하 1도~영상 8도 분포를 보이겠다. 지역별 아침 최저기온은 춘천 영하 10도, 서울 영하 5도, 대전 영하 4도, 대구 영하 3도, 광주 영하 2도, 부산 1도, 제주 5도 등이 되겠다. 특히 서해상에서 만들어진 구름대의 영향으로 충남 서해안은 오후부터 전라도와 제주도는 밤부터 눈이 날리는 곳이 있을 것으로 기상청은 전망했다. 8일 오후부터 기온이 떨어지기 시작해 9일 전국 대부분의 아침 기온은 영하권에 들겠고 중부 내륙은 영하 10도 내외로 떨어져 매우 추울 것으로 예상된다. 특히 바람까지 강하게 불어 체감온도는 더욱 낮을 것으로 기상청은 내다봤다. 한편 국립환경과학원에 따르면 8일 미세먼지 농도는 중국발 오염물질의 유입에 따라 수도권과 강원 영서, 충청권, 호남권, 영남권은 ‘나쁨’ 수준을 보이고 그 밖의 지역은 ‘보통’ 수준을 보일 것으로 예보했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 발전 효율이 기존보다 2배 높고 파도의 방향이나 강도에 상관없이 안정적으로 전력생산이 가능한 파력발전(조력발전) 기술을 개발해 화제가 되고 있다. 한국건설기술연구원 인프라안전연구본부 연구팀은 기존 파력발전 기술과 비교해 발전효율이 2배 이상 높아지고 24시간 내내 안정적으로 전력을 생산할 수 있는 기술을 개발했다고 7일 밝혔다. 파력발전은 파도의 운동에너지를 이용해 발전하는 신재생 에너지의 한 종류이다. 파력발전은 바다물결을 에너지원으로 사용하며 조력발전은 조수간만의 차를 이용해 발전기를 돌려 전기를 얻는 방식으로 차이가 있다. 기존 파력발전은 시시각각 변하는 파도의 방향 때문에 안정적으로 전기를 생산해내기 어려울 뿐만 아니라 조수간만의 차가 큰 곳은 설치가 어렵다. 이 때문에 국내에서도 파력발전 시스템이 설치된 곳은 제주도에 시험설비 1곳에 불과하고 전 세계적으로도 영국을 비롯한 5곳에 불과하다. 연구팀은 바다 상황에 상관없이 24시간 효율적이고 안정적인 발전이 가능하도록 한 2중 변환장치와 자동 위치조절장치를 개발했다. 2중 변환장치는 파도의 원운동을 이용하는 원통형 실린더와 직선운동을 이용하는 스윙판을 함께 장착해 발전효율이 높은 상황에 따라 해당발전기가 작동되도록 하는 것이다. 마치 하이브리드 자동차가 배터리와 가솔린 중 동력원을 선택적으로 사용하는 것과 마찬가지 방식이다.자동 위치조절장치는 부력 원리를 이용한 것으로 수심 변화는 물론 파도나 너울의 방향 변화에 따라 자유롭게 작동해 발전할 수 있도록 해 24시간 내내 연속 발전이 가능토록 한 것이다. 이번에 개발된 기술은 발전성능도 기존의 것보다 향상됐다. 특히 시간당 24.1% 정도 높은 발전효율이 높아진 것으로 나타났다. 특히 1기당 생산전력은 시간당 3㎾ 수준으로 소형 풍력발전과 비슷하지만 풍력발전에 비해 필요면적은 적고 소음 발생 걱정도 줄였다는 장점이 있다. 박민수 박사는 “이번 기술을 활용하면 3면이 바다인 한국에서 파도를 이용해 충분히 에너지를 생산해 낼 수 있을 것”이라며 “특히 해양환경에 관계없이 설치가 가능해 국내 연근해역은 물론 해외시장 진출도 가능할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

나이 지긋하고 항상 심각한 표정만 짓는 이들로 알려져 있는 과학자들이 잔뜩 모여있는 자리에 아이들이 좋아하는 ‘지니언니’가 나타났다. 한국과학기술단체총연합회(과총)와 한국정보방송통신대연합(ICT대연합)이 4일 서울 역삼동 한국과학기술회관에서 공동 개최한 ‘2019 과학기술인 및 정보방송통신인 신년인사회’에 1인 크리에이터로 유명한 ‘지니언니’ 강혜진(30)씨가 ICT분야를 대표하는 방송인 자격으로 참석했다. 강 씨는 130만 명 정도의 구독자를 보유하고 있는 유튜브 채널 ‘헤이지니’에서 유아동 장난감을 소개하고 이용하는 영상을 제작하는 키즈 크리에이터이다. 캐리소프트에서 운영하는 유튜브 채널 ‘캐리앤토이즈’에서 1대 캐리언니로 활동하며 ‘뽀통령’(뽀로로+대통령)을 밀어내고 아이들의 인기를 한 몸에 받아 ‘캐통령’(캐리+대통령)으로 불리기도 했다. 강씨가 등장한 유튜브 영상은 2016년 누적 조회수, 광고수익 1위를 기록했으며 지난해에는 미국 경제전문지 포브스가 선정한 ‘아시아에서 영향력 있는 리더 30인’에 선정되기도 했다. 이날 강씨는 ICT 분야 방송인, 1인 크리에이터 자격으로 참여해 “모든 사람에게 열려있는 온라인 공간을 통해 좋아하는 일로 많은 사람들과 자유롭게 소통하는 것이 즐겁다”며 “많은 크리에이터들이 유튜브에서 활동해 ‘K-크리에이터’라는 분야가 열리고 있는 만큼 우리가 만든 콘텐츠를 세계에 알리고 사랑받을 수 있도록 노력하겠다”고 새해 소망을 밝혔다. 강씨 외에 과학기술계를 대표해서는 서울과학고에 재학 중인 방유진(19)군, 한국항공우주연구원 소속 정연희(38) 연구원이 참석했다. 지난해 국제화학올림피아드에 참여해 금메달을 수상한 방 군은 “넓은 시야와 통합적 탐구를 통해 인류가 직면하고 있는 여러 문제를 해결하는데 기여하는 사람이 되겠다”고 꿈을 밝혔으며 국내 순수기술로 개발 중인 우주발사체 ‘누리호’ 개발을 하고 있으며 지난해 11월 누리호 75t 엔진 시험발사체 성공에 일조한 정연희 연구원은 “누리호가 2021년 1.5t급 탑재체를 싣고 700㎞ 궤도에 안착할 수 있는 그날까지 최선을 다하겠다”고 다짐했다.과학기술-ICT 신년인사회는 매년 초 과학기술인과 정보방송통신인들이 한자리에 모여 화합과 교류를 하는 행사이다. 이날 신년 인사회에는 이낙연 국무총리, 홍남기 부총리 겸 기획재정부 장관, 유영민 과학기술정보통신부 장관, 김명자 과총 회장 등 주요 인사 600여명이 참여했다. 이날 행사를 주최한 김명자 과총 회장은 “2019년 새해 과학기술 혁신으로 우리 사회의 복합적인 리스크를 해소하고 경제성장-사회통합-환경정의가 조화된 지속가능한 발전을 구현해야 할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

이세돌 9단과의 대국에서 압승을 거둔 바둑 인공지능 ‘알파고’를 만들어 낸 구글 딥마인드가 지난해 말 보드게임 분야에서 활용가능한 범용 인공지능 ‘알파제로’를 공개해 전 세계를 놀라게 했다. 최근 인공지능 기술이 눈부시게 발전하고 있다고는 하지만 사람처럼 모든 분야를 배워 활용할 수 있는 수준에는 이르지 못하고 있다. 또 특정 분야에서 활용되는 인공지능 역시 아직까지는 완벽하지 못한 것이 사실이다. 일반 대중들이 가장 가깝게 느끼는 인공지능인 AI 스피커 같은 경우도 목소리를 정확히 인식해 명령을 수행하는데는 어려움이 있다. 그런데 최근 잇따라 사람들이 머릿 속 생각을 말이나 글로 바꿔주는 기술이 초보적이기는 하지만 가능하다는 연구결과가 발표되고 있다. 세계적인 과학저널 ‘사이언스’는 지난 2일자에 이와 관련한 연구 추세를 소개했다. 뇌신경 손상으로 인해 말을 하거나 글을 쓸 수 없는 환자들의 경우 머릿 속으로는 말하고자 하는 내용이 있지만 이를 밖으로 끄집어 낼 수 있는 방법이 아직까지는 없다. 그런데 미국 콜드스프링하버 연구소에서 운영하는 생물학 분야 출판 전 논문공개 사이트인 ‘’바이오아카이브’(bioRxi)에 최근 공개된 세 편의 논문에 따르면 뇌 속에 이식된 전극을 통해 얻은 신호를 신경망 컴퓨터를 이용해 단어와 문자로 재구성하는데 성공했으며 일부는 사람들이 바로 이해할 수 있을 정도의 수준이 됐다는 것이다. 지난해 초 타계한 세계적인 물리학자 스티븐 호킹처럼 눈이나 미세한 몸짓으로 컴퓨터 커서를 작동시키거나 화면의 글자를 선택해 말을 하거나 글을 쓸 수 있지만 언어의 톤이나 억양을 조절하거나 대화에 빠르게 끼어들지는 못한다. 연구팀들이 개발한 기술은 인공지능과 신경망 컴퓨터를 이용해 뇌 신호를 언어로 직접 전환할 수 있는 방법의 첫 발을 내딛은 수준이다. 우선 미국 컬럼비아대, 호프스트라 노스웰 의대 공동연구팀은 5명의 뇌전증 환자의 청각피질에서 얻은 전기신호를 바탕으로 연구를 수행했다. 연구팀은 환자들이 오디오북과 숫자를 말하는 사람들의 목소리를 들을 때 발생하는 전기신호를 분석해 생각을 언어로 표현할 수 있도록 구성했다. 그 다음 사람들의 신경 신호를 컴퓨터 음성으로 재구성해 사람들에게 들려준 결과 75% 정도의 정확성으로 알아들었다는 것이다. 이 연구는 지난해 10월 바이오아카이브에 실렸다. 바이오아카이브 11월 말에 실린 또 다른 논문에는 독일 브레멘대, 네덜란드 마스트리흐트대, 미국 노스웨스턴대, 버지니아 커먼웰스대 공동연구팀이 뇌종양 수술을 받은 환자 6명을 대상으로 한 연구결과가 실렸다. 연구팀은 환자들에게 한 음절씩 단어를 크게 읽도록 해 녹음하는 동시에 전극으로 뇌의 음성계획영역과 목소리로 단어를 발음하도록 명령을 내리는 운동영역의 전기신호를 기록했다. 연구팀은 신경망 컴퓨터로 전기신호를 오디오 기록과 매핑시킨 다음 환자들이 발음하지 않은 단어를 생각하도록 해 인공지능으로 단어를 말할 수 있도록 해본 결과 40% 이상 이해 가능한 것으로 나타났다는 것이다.미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 의대 신경외과 연구팀은 세 명의 뇌전증 환자들에게 글을 읽도록 한 뒤 언어영역과 운동영역에서 포착된 뇌신호로 끄집어 낸 다음 이 신호들을 재조합해 컴퓨터가 문장을 구성하도록 했다. 이렇게 뇌 신호로만으로 만들어진 컴퓨터 언어를 166명의 일반인들에게 들려준 뒤 이해정도를 측정한 결과 80% 이상의 정확도로 이해가 됐다는 연구결과를 발표했다. 이들은 앞선 연구진들보다 한 발 더 나아가 문장을 생각하도록 하고 소리 내지 않고 입만 뻥긋하는 동안 전기신호만으로 인공지능 컴퓨터가 문장을 구성하는데도 성공했다. 크리스티앙 헤르프 네덜란드 마스트리흐트대 교수는 “뇌-컴퓨터 인터페이스 연구는 생각을 컴퓨터의 목소리로 즉시 구성해내는 것이 궁극적인 목표”라면서 “상상된 언어를 실제로 구현하기 위해서는 좀 더 노력이 필요하겠지만 AI 기술과 결합될 경우 말하지 못하는 환자들에게도 일종의 ‘언어보철물’이 생기는 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

연구진 “스타틴의 긍정적 효과가 더 크다는 사실 간과해선 안돼” 강조 질병관리본부에서 집계하는 국민건강영양조사 결과를 보면 혈액 내 지방성분이 높은 고지혈증이나 고콜레스테롤혈증 유병률이 계속 높아지는 것으로 조사되고 있다. 실제로 2005년 8%에서 2017년 21.5%로 3배 가까이 늘어났다. 육류 위주의 식습관과 운동 부족이 혈관 내에 나쁜 콜레스테롤을 쌓이도록 하는 것이다. 고콜레스테롤혈증은 고지혈증 중 나쁜 콜레스테롤과 중성지방이 특히 혈액 내에 많이 분포해 있는 질병으로 고콜레스테롤혈증 진단을 받게 되면 식이요법, 운동요법과 함께 약물치료를 받는 경우가 많다. 이 때 전 세계적으로 가장 많이 처방되는 약물은 스타틴 계열로 혈중 콜레스테롤 수치를 낮춰 심장마비 위험을 줄이는 것으로 알려져 있다. 그런데 스타틴 계열 약물이 체중감소에 도움을 주는 갈색지방 조직을 감소시킨다는 연구결과가 발표됐다. 스위스 취리히연방공과대(ETH), 취리히대학병원, 바젤대학병원, 슬로바키아 코메니우스대, 슬로바키아 과학아카데미 생의학연구센터, 프랑스 코티다쥐르대, 스웨덴 카롤린스카 연구소, 예테보리대 의대 공동연구팀은 스타틴 계열의 약물이 갈색 지방조직을 감소시키고 생성을 저해한다는 사실을 규명하고 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 메타볼리즘’ 최신호에 발표했다고 4일 밝혔다. 체지방에는 흰색 지방 뿐만 아니라 갈색 지방이 있는데 갈색지방은 당분과 지질을 열로 전환시켜 에너지를 소비시킨다. 이 때문에 갈색 지방은 ‘살을 빼주는 착한 지방’으로 알려져 있기도 하다. 갈색 지방조직이 많은 사람은 겨울에 체온조절이 좀 더 쉽게 되고 과체중이나 당뇨에 걸릴 가능성도 낮은 것으로 알려져 있다.연구팀은 세포 배양실험을 통해 ‘피로인산 게라닐게라닐’이라는 대사물질이 나쁜 백색 지방세포를 좋은 갈색지방으로 전환시킨다는 사실을 확인했다. 연구팀은 스타틴이 갈색 지방조직에 어떤 영향을 미치는지 동물실험과 환자 관찰을 동시에 실시했다. 연구팀은 취리히대학병원과 바젤대학병원 환자 8500명을 대상으로 양전자방출단층촬영(PET)을 실시해 갈색 지방조직 분포를 살펴보는 동시에 스타틴 복용여부를 비교분석했다. 그 결과 스타틴을 복용하지 않는 사람들은 6% 정도가 갈색 지방조직을 갖고 있어지만 스타틴 복용자들은 1% 정도만 갈색 지방조직을 갖고 있는 것으로 확인됐다. 연구진은 별도로 16명의 환자를 대상으로 임상시험을 실시해 스타틴이 갈색 지방조직의 활동과 생성을 억제시킨다는 것을 확인했으며 이는 생쥐를 이용한 동물실험과 동일한 것으로 나타났다. 그러나 연구팀은 이번 연구를 통해 스타틴의 부정적 영향을 확인했지만 스타틴 효능을 무시해서는 안된다고 강조했다. 연구를 주도한 크리스티앙 볼프럼 ETH 교수는 “갈색 지방조직이 적을 경우 당뇨 발병 위험이 높아질 수 있지만 스타틴이 혈중 콜레스테롤 수치를 낮춰 심혈관 질환으로 인한 돌연사를 예방하고 있다는 점은 간과해서는 안된다”며 “스타틴이 전 세계 수 백만명의 생명을 구하고 있으며 그렇기 위해 처방되고 있는 만큼 이번 연구는 스타틴의 부정적 영향을 밝혀내 어떤 환자가 그런 영향을 받는지 사전에 파악함으로써 개인 맞춤형 치료법을 찾기 위한 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

연구진, 아프리카 및 동남아 등 개도국에 무상제공 예정 미국 과학자들이 식물의 대사경로를 조절하는 유전자를 이식해 광합성 효율을 높임으로써 생산량이 절반 가까이 증가시키는데 성공했다. 미국 농무부 글로벌체인지 및 광합성연구단, 일리노이대 유전생물학연구소, 곡물과학과, 식물학과 공동연구팀은 담뱃잎에 광호흡의 효율성 저하를 막아주는 유전자를 주입해 작물 생산량을 40% 가까이 높이는데 성공하고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 4일자에 발표했다. 이번 연구는 빌 앤드 멜린다 게이츠 재단이 광합성 효율을 높여 지속 가능한 식량난 해결방안을 찾기 위해 추진하고 있는 광합성효율향상(RIPE) 프로젝트 일부로 진행됐다. 지난 세기 과학기술은 기하급수적으로 늘어나는 인구에 비해 작물 생산성은 산술급수적으로만 증가해 기아에 시달릴 것이라는 영국의 통계경제학자 멜서스의 예언을 보기 좋게 빗나가게 만들었다. 실제로 살충제나 비료 사용량을 늘리고 관개시설을 개선하는 등의 방법으로 작물 생산성을 예상 밖으로 높일 수 있어 ‘제2의 녹색혁명’이라고 불리기도 했다. 그러나 이 같은 방법도 이제 한계에 부딪쳐 최근에 과학자들은 식물의 광합성 효율을 높이는 방식으로 생산량 증대를 꾀하고 있다. 식물은 햇빛, 이산화탄소, 물을 이용해 사람이 활용할 수 있는 최종산물을 만들어 낸다. 그렇지만 광합성 과정에 결함이 발생하는 경우가 많아 식물은 광호흡으로 결함을 해결하지만 이 과정에서 에너지 투입이 커 생산량은 감소하게 된다. 실제로 일부 작물에서는 광호흡으로 인해 생산량이 적게는 20%에서 많게는 50% 가까이 줄어들기도 한다. 연구팀은 유전자 변형이 쉬운 담배를 이용해 실험을 실시했다. 연구팀은 식물 본연의 광호흡 대사경로 대신 루비스코 산화 부산물이 더 효율적으로 활용할 수 있는 유전자를 주입해 온실과 야외에서 재배, 관찰했다. 루비스코는 공기 중 이산화탄소를 고정해 광합성에 사용되도록 하는 효소로 루비스코가 산소와 반응하면 쓸모없는 부산물이 만들어지고 식물체는 광호흡으로 이 부산물을 유용한 분자로 바꾸는 것으로 알려져 있다. 그 결과 루비스코 유전자가 주입된 식물은 온실과 야외 환경에서 모두 더 빠르고 크게 자라는 것으로 확인됐으며 담배 생산량도 40% 이상 늘어난 것으로 확인됐다. 도널드 오르트 일리노이대 식물학과 교수는 “광호흡은 식물이 성장하고 생산량을 늘리는데 사용되는 에너지와 자원을 소모해 광합성 효율을 떨어뜨린다”며 “이번 연구는 유전자 이식을 통해 비효율적인 광호흡을 거치지 않도록 만들어 생산량을 획기적으로 늘릴 수 있다는 것을 보여준 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2019년 새해 첫 주말인 5일은 평년과 비슷한 기온 분포를 보여 세밑과 같은 추위는 없겠지만 미세먼지 농도가 짙게 나타날 것으로 전망됐다. 기상청은 “토요일인 5일은 중국 북부지방에 위치한 고기압 영향으로 전국이 대체로 맑겠지만 제주도는 남쪽 해상을 지나는 기압골의 영향으로 대체로 흐리고 비나 눈이 오는 곳이 있을 것”이라고 4일 예보했다. 5일 전국의 아침 최저기온은 영하 13도~영상 3도, 낮 최고기온은 영하 1도~10도 분포를 보이겠다. 지역별 아침 최저기온은 춘천 영하 9도, 서울 영하 7도, 대전 영하 4도, 대구 영하 2도, 광주 영하 1도, 부산 3도, 제주 6도 등이다. 예상 낮 최고기온은 서울 1도, 춘천 2도, 대전 3도, 광주, 대구 6도, 제주 8도, 부산 9도 등이 되겠다. 기온은 당분간 평년과 비슷한 분포를 보일 것으로 예상되지만 경기 동부, 강원 영서, 경북 북동 산지는 아침 기온이 영하 10도 아래로 떨어질 것으로 기상청은 전망했다. 연말 냉장고 추위를 벗어나 평년 수준의 기온은 되찾겠지만 ‘삼한사미’ 미세먼지 농도는 다시 짙어질 것으로 전망되고 있다. 국립환경과학원에 따르면 금요일인 4일도 수도권과 강원 영서, 충청권과 전북은 ‘나쁨’ 수준을 보였으며 5일은 전국이 ‘보통’ 수준을 보일 것으로 예상됐지만 일시적으로 ‘나쁨’ 수준의 농도를 보이겠다. 한편 제주를 제외한 전국 대부분 지역에 건조특보가 발효돼 대기가 건조한 상태이며 특히 강원 산지는 바람까지 강하게 불어 화재 예방에 각별히 유의해야겠다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 연말부터 일주일 넘게 이어진 세밑 ‘냉장고 추위’는 3일 낮부터 점차 누그러져 금요일인 4일에는 평년 기온을 되찾겠다. 낮기온이 오르는 대신 온화한 서풍이 불면서 미세먼지가 다시 기승을 부리겠다. 기상청은 “4일은 서해상에 위치한 고기압 가장자리에 들어 전국이 가끔 구름이 많은 날씨를 보이겠고 새해 첫 주말인 5일 토요일에는 중국 북부지방에 위치한 고기압의 영향을 받아 전국이 대체로 맑은 날씨를 보일 것”이라고 3일 예보했다. 3일 오후부터 따뜻한 서풍이 불면서 기온이 올라 서울의 경우 낮 기온은 전날보다 2도 가량 높은 영상 2도를 기록하겠으며 내륙 지역 곳곳에 내려진 한파특보도 대부분 해제되겠다. 4일 전국의 아침 최저기온은 영하 12도~영상 1도, 낮 최고기온은 2~10도 분포로 평년 수준을 보일 것으로 전망됐다. 지역별 아침 최저기온은 춘천 영하 10도, 서울, 대전 영하 6도, 광주, 대구 영하 5도, 울산 영하 4도, 부산 1도, 제주 4도 등이다. 낮 최고기온은 서울, 춘천 4도, 대전 6도, 광주, 대구 7도, 제주 8도, 부산 10도 등을 보이겠다. 낮 기온이 평년 수준을 회복하면서 대신 미세먼지가 다시 기승을 부릴 것으로 전망됐다. 국립환경과학원에 따르면 4일 서울, 인천, 경기 등 수도권과 강원영서, 충청권에서 미세먼지 농도는 ‘나쁨’ 수준을 보이겠다. 국립환경과학원 관계자는 “대기확산이 원활한 지역은 보통 수준을 보이겠지만 중서부 지역의 경우 대기가 정체되면서 국내 발생 미세먼지는 물론 중국발 미세먼지까지 가세해 축적되면서 농도는 높아질 것”이라고 전망했다. 한편 맑은 날씨로 인해 충남서해안과 전라도 일부, 제주도를 제외한 전국 대부분 지역에 건조특보가 발효될 정도로 대기가 건조한 상태이다. 특히 강원 산지에는 바람까지 강하게 불어 산불 등 화재 예방에도 각별히 주의할 것을 기상청은 당부했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

디메틸에테르를 석유화학산업 기본물질 전환기술도 개발 지난 여름의 가마솥 더위, 지난해와 올 겨울의 냉장고 추위 원인을 찾아보면 너무도 뻔하지만 온실가스 증가로 인한 지구온난화이다. 국내 연구진이 지구온난화의 주범 이산화탄소를 청정연료와 석유화학 제품 생산 원료로 전환할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 성균관대 화학공학과 배종욱 교수팀은 균일한 기공을 갖고 있는 나노촉매를 이용해 이산화탄소를 석유화학 중간 물질로 전환할 수 있는 화학공정 기반기술을 개발했다고 3일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학 분야 국제학술지 ‘ACS 촉매’ 최신호에 실렸다. 최근 석유자원 고갈과 지구온난화에 따라 이산화탄소의 효율적 제거나 활용 기술의 필요성이 증가하고 있다. 특히 이산화탄소를 이용해 메탄올, 디메틸에테르 같은 석유화학 원료를 만드는 촉매기술이 연구되고 있지만 효율을 높이는데 한계가 있었다. 연구팀은 알루미늄과 구리 나노물질을 결합시킨 촉매를 개발해 이산화탄소를 디메틸에테르로 전환시킬 수 있는 기술을 개발했다. 연구팀은 5~8나노미터의 구멍이 규칙적으로 만들어진 알루미늄이 구리 분자의 안정성을 높여 고온과 고압의 반응조건에서도 촉매가 안정적이고 효율적으로 작동될 수 있도록 했다. 특히 갈륨, 아연 산화물을 추가로 포함시킴으로써 이산화탄소의 디메틸에테르로 전환율이 기존 기술보다 30% 이상 늘어난 것도 확인됐다. 연구팀은 추가로 5~8나노미터 크기의 기공이 있는 알루미늄, 제올라이트 촉매를 만들어 이산화탄소를 이용해 만들어낸 디메틸에테르에서 석유화학 산업에서 기본적으로 활용되는 올레핀, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등을 합성하는 기술도 개발해냈다.배종욱 교수는 “이번 기술은 이산화탄소 저감은 물론 지속가능한 석유대체 자원의 효과적 활용 방법이 될 수 있을 것”이라며 “이산화탄소 수소화 반응으로 청정연료인 디메틸에테르를 만들어 내는 반응은 셰일가스나 제철소에서 발생하는 부생가스를 고부가가치를 가진 에너지원으로 전환시키는데도 도움을 줄 수 있을 것으로 본다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

어릴 적 내가 다니던 초등학교 운동장 한편에는 작은 호수가 있었고, 그 호수 근처에는 거대한 직삼각 수형의 나무가 있었다. 네모난 학교 건물과 동그란 호수, 세모난 나무를 한 페이지에 그린 그림이 내 생에 처음 그린 풍경화다. 어렸을 때는 그 나무가 무슨 나무인지 몰랐고, 커서도 도무지 무슨 종이었는지 기억해낼 수 없이 그저 직삼각 수형의 바늘잎나무라고만 내 머릿속에 자리잡고 있었으나, 2년 전 모교에 초대받아 강의를 하게 되면서 20여년 만에 그 나무를 다시 볼 수 있게 됐다. 학교 운동장에 들어섰을 때 한눈에 그 나무를 알아볼 수 있었다. 그는 메타세쿼이아였다. 연둣빛의 가느다란 잎이 바람에 하늘하늘 흔들리는 거대한 나무. 나무 앞에 커다란 이름표까지 떡하니 꽂혀 있었는데 왜 어릴 적 나는 그걸 보지 못했을까. 나무는 내 기억보다는 작았지만, 그래도 20m는 족히 돼 보였다. 빠르게 변화하는 도시에서 여전히 똑같은 그 나무가 대견해 가까이 다가가 붉은빛 수피를 쓰다듬으니 어쩐지 옛날 생각이 나면서 울컥했다. 내 어릴 적 기억을 되살려준 메타세쿼이아. 재밌게도 이 나무는 세계의 사람들에게도 ‘되살아난 나무’ 혹은 ‘여전히 살아 있는 화석 나무’라고 불린다. 공룡이 살던 시대에 존재했던 이 나무가 1900년대 초중반까지만 해도 지구에서 멸종된 줄만 알았으나 1944년 중국 양쯔강 유역에서 노목으로 다시 발견됐기 때문이다.낙우송과 메타세쿼이아속 3종 중 유일하게 지금까지 살아 있는 이 종은 ‘살아 있는 화석’이라는 별명으로 인기리에 중국을 넘어 미국과 유럽에 전파되고 증식돼 세계적인 원예식물로 이용되기 시작했다. 우리나라에는 1952년 현신규 박사에 의해서 처음 도입됐다. 흔히 메타세쿼이아와 같은 과의 식물인 낙우송이 수형도, 잎 형태도 비슷하게 생겨 헷갈리기가 쉬운데, 가장 쉽게 식별할 수 있는 방법은 잎이 마주나면 메타세쿼이아, 어긋나면 낙우송이다. 가까이 다가가 잎을 보지 않더라도 낙우송은 공기뿌리가 땅 위로 볼록 솟아나 있어서 나무 주변에 뿌리가 보이는지 둘러보면 쉽게 식별이 가능하다. 메타세쿼이아는 1952년 처음 우리나라에 도입된 후 한창 가로수 식재가 많던 1970년대부터 지금까지 도시 가로수와 공원 조경수로 널리 이용돼 왔다. 빨리 자라기 때문에 도시 녹화에도 유용하고, 수고가 워낙 높아 우리나라 사람들이 좋아할 만한 이색적인 형태를 가졌기 때문이다. 그래서 이 식물은 내 모교에도 식재됐을 것이다.그러나 안타까운 건 이 나무가 최근 베어지는 일이 늘고 있다는 것. 나무의 수고가 높아 햇빛을 가리다 보니 주변이 늘 그늘지고 주변 상가의 간판을 가리기 때문이다. 결정적으로 물을 좋아하는 특성 때문에 뿌리가 하수도를 파고들어 공사가 연이어진다. 계획도시 창원을 가로지른 명물, 메타세쿼이아는 이제 이곳의 애물단지가 됐다. 뿌리가 높이 뻗어 보도블록이 깨지고 뒤틀려 해마다 공사하느라 말이다. 그렇지만 그 누가 메타세쿼이아를 원망할 수 있을까. 세상에 나쁜 개는 없듯, 세상에 나쁜 식물 또한 없다. 커피의 카페인이 심장을 요동치게 만들고 잠을 못 이루게 하지만 또 다른 누군가에게는 흥분을 유도해 정신 건강에 활력을 주듯이, 모든 식물에게 유용성과 독성은 공존한다. 그것을 우리 인간이 어떻게 얼마나 이용하느냐의 문제일 뿐이다. 도심에 식재된 메타세쿼이아의 거대한 수고와 수형이 사람들에게는 이색적인 아름다움을 주지만 주변 상인들에게는 햇빛과 간판을 가리는 불편이고, 잘 자라는 성격, 뿌리가 넓게 뻗어나가는 특성이 땅을 초록으로 만드는 데에는 이롭지만 뿌리가 하수도를 막히게 하고 있다. 모두 이들의 특성을 고려하지 못하고 적재적소에 식재하지 못한 탓에 생긴 문제다. 물론 당시에는 그 누구도 부작용을 예상하지 못했을 것이다. ‘살아 있는 화석’이라는 별명으로 인기를 타는 바람에 급격히 원예식물로 이용돼 그에 기반한 연구에는 시간이 턱없이 부족했기 때문이다. 그리고 우리는 이제라도 이들을 깊숙이 알게 됐으니, 이런 부작용을 또다시 범하지 말아야 한다. 나무 한 그루를 베는 건 그 나무가 살아온 수십 년의 시간을 베는 것과 같은 일일 것이다. 지금 생각해 보면 나의 초등학교 호수 곁에 심어진 메타세쿼이아는 비교적 행복한 나무라는 생각이 든다. 뿌리를 마음껏 내디딜 수 있는 한가로운 운동장, 좋아하는 물 곁에서 조용히 지낼 수 있으니 말이다. 도시의 모든 식물이 행복할 2019년을 희망한다.

“너 스스로 움직여서 알아내고 이해해야 해. 그러면 스스로 높이 나는 법을 깨닫게 될 거야.”미국 소설가 리처드 바크(83)가 바닷가를 산책하다 바닷새의 나는 모습을 보고 영감을 얻어 쓴 ‘갈매기의 꿈’이라는 소설에 나오는 대사입니다. “가장 높이 나는 새가 가장 멀리 본다”는 유명한 문장이 등장하는 이 소설은 영화로도 만들어집니다. 소설의 주인공은 조나단 리빙스턴이라는 이름을 가진 갈매기입니다. 조나단은 다른 갈매기들처럼 먹이를 찾아 나는 것이 아니라 더 높이 날고 싶다는 꿈을 갖고 있습니다. 더 높이, 더 잘 날기 위해 스승을 찾아 헤매고 먹는 것도 마다하면서 연습을 해 결국 다른 갈매기들보다 높이 날 수 있게 됩니다. 앞서 언급한 문장은 조나단이 자신과 비슷한 생각을 가진 다른 갈매기를 가르칠 때 한 말입니다. 사실 더 오래, 잘 날기 위해 다른 새를 관찰하고 흉내 내는 것은 조나단 같은 갈매기뿐만이 아닙니다. 생물학자는 물론 항공공학자들도 갈매기나 다른 새들이 어떻게 하늘을 나는지에 대해 주의 깊게 관찰한답니다. 르네상스 시대 예술가이자 천재 공학자인 레오나르도 다빈치도 새의 날개를 흉내 내 비행체를 만들려고 시도했습니다. 현대 과학기술로도 아직은 새의 날개처럼 비행 환경에 따라 움직이는 가변형 날개(wing morphing)는 만들어 내지 못하고 있는 상황입니다. 새의 안정적 비행에 대한 정량적, 과학적 분석이 많지 않을 뿐만 아니라 명확하게 이뤄지지 못하고 있기 때문입니다. 캐나다 토론토대 항공공학연구소와 브리티시컬럼비아대(UBC) 동물학과 공동연구팀은 갈매기가 안정적으로 하늘을 나는 이유와 하늘을 날 때 날개가 공기역학적으로 어떻게 움직이는가에 대해 분석해 영국왕립학회에서 발행하는 물리학, 생물학 융합분야 국제학술지 ‘로열 소사이어티 인터페이스’ 2일자에 발표했습니다. 토론토대 항공공학자들은 UBC동물학자들의 도움을 받아 갈매기가 나는 모습을 고속촬영해 날개 관절들의 변화, 즉 날개 각도에 따라 서로 다른 12개의 모형을 만들어 풍동실험을 했습니다. 풍동실험은 터널 안에 새 모형을 설치한 다음 빠르고 강한 공기를 불어 넣어 날개 주변의 공기 흐름이 어떻게 변하는가를 관찰하는 것입니다. 이번 연구는 산불감시용이나 동물의 움직임을 추적 관찰하는 데 활용할 수 있는 글라이더 형태의 고정익 무인항공기(UAV)를 만드는 데 도움을 줄 것으로 기대됩니다. 헬리콥터와 같은 회전날개를 가진 드론으로 산불감시를 한다면 오히려 불씨가 다른 곳으로 번질 수도 있기 때문에 고정익 UAV를 활용하려고 하고 있습니다. 연구팀의 분석 결과 갈매기들은 에너지 소모를 최소화하기 위해 일단 어깨 부위를 움직여 날개를 퍼덕거려 바람을 타고 그다음에는 바람의 세기나 방향에 따라 팔꿈치 부위의 각도를 미세하게 변화시키면서 활강을 한다는 사실을 확인했습니다. 좀 더 위쪽으로 올라가기 위해서는 날개를 완전히 펴 바람을 최대한 받고 물고기를 잡거나 아래쪽으로 급강하할 때는 날개를 접는 식입니다. 연구자들은 항공공학과 자연과학이라는 전혀 다른 분야가 협력해 새로운 사실을 밝혀낸 것이 이번 연구의 가장 큰 의미라고 평가했습다. 한국도 많은 분야에서 ‘융합’을 강조하고 있지만 보여주기 식 공동작업에 그치는 경우가 많습니다. 다른 분야나 타인을 인정하고 수용하려는 자세가 부족하기 때문일 것입니다. 새해에는 다른 분야, 나와 생각이 다른 타인의 목소리에 좀 더 관심을 갖고 함께 할 수 있도록 저부터 노력해야겠습니다. edmondy@seoul.co.kr

생쥐에 바이오 광전자시스템 삽입해 조절기능 잃은 방광에 빛 흘려 정상작동 파킨슨병 등 뇌질환 치료 기술도 개발현대 과학기술은 가장 작은 미립자의 세계부터 그 끝을 상상할 수 없는 광대한 우주까지 감춰진 비밀을 밝혀내고 있다. 그렇지만 ‘뇌’와 ‘신경계’에 대해서는 여전히 이해하지 못하고 있는 부분이 많다. ‘등잔 밑이 어둡다’는 속담처럼 말이다.연구자들은 몇 년 전부터 ‘광유전학’이라는 새로운 도구로 뇌가 어떤 일을 하고 기억은 어떻게 이뤄지는지, 각종 뇌 신경계 질환은 어떻게 발생하는지 등의 비밀에 한 발짝씩 다가가고 있다. 광유전학(optpgenetics)은 빛(opto)과 유전학(genetics)을 결합한 용어로 뇌 신경세포를 빛에 반응할 수 있도록 유전적으로 조작한 뒤 세포의 생리를 연구하는 분야다. 광유전학이 주목받고 있는 이유는 인간 수명이 늘어나면서 뇌와 신경계 질환을 앓는 사람들이 늘고 있기 때문이다. 미국 미주리주 워싱턴대 의대, 일리노이대, 중국 베이징항공항천대 등 공동연구팀은 광유전학과 생체 전기자극을 통해 신경활동을 제어하는 바이오 전자 시스템을 만들어 방광기능을 조절할 수 있는 방법을 개발하고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 3일자에 발표했다. 특히 이번 연구에는 미국에서 연구 중인 한국인 과학자가 9명이나 참여한 것으로 알려졌다. 연구팀은 암컷 생쥐에게 약물을 주입해 방광의 조절기능을 상실하도록 만들었다. 사람으로 치면 요실금 증상이 나타나도록 한 것이다. 연구팀은 체내에서 거부반응을 일으키지 않는 물질을 이용해 마이크로미터 크기의 발광다이오드(LED), 전력공급용 무선장치, 데이터 모니터링 장치가 하나로 구성된 바이오 광전자시스템을 생쥐에게 삽입했다. 방광에서 이상 징후가 감지되면 삽입된 장치가 빛과 미세전류를 흘려 방광이 정상 기능을 할 수 있도록 했다. 방광 부근에 장치를 삽입한 생쥐는 방광조절기능상실 약물이 주입되더라도 방광이 일반 생쥐처럼 정상 작동하는 것이 확인됐다. 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 전기공학 및 컴퓨터과학과 연구팀도 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌신경질환이나 뇌전증 같은 질병을 앓고 있는 환자를 치료하고 상시 모니터링할 수 있는 치료기술을 개발해 생체공학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’ 지난해 12월 31일자에 발표했다. 연구진이 개발한 ‘WAND’란 장치는 뇌의 128개 부위에서 발생하는 전기적 움직임을 모니터링하면서 비정상적 전류가 흐를 경우 이를 차단하거나 줄일 수도 있다. 실제로 히말라야 원숭이의 머리에 이 장치를 부착한 뒤 팔과 손의 움직임을 제어하는데 성공하기도 했다. 한국과학기술연구원(KIST) 관계자는 “최근 들어 뇌과학 분야에서 가장 빠르게 발전하고 있는 광유전학과 미세전기자극 기술이 결합돼 뇌신경질환자들을 치료할 수 있는 새로운 방법들이 속속 나오고 있다”며 “특히 광유전학 기술은 알츠하이머, 파킨슨병, 우울증, 불면증, 강박증, 기억상실, 거식증 등의 원인과 치료법 개발에도 널리 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

울산과학기술원(UNIST) 자연과학부, 부산대 지구과학교육과, 한국천문연구원, 충남대 천문우주과학과 공동연구진은 우주에서 날아오는 극한의 에너지를 가진 입자 ‘초고에너지 우주선(線)’의 생성 가설을 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 3일자에 발표했다. 우주에서 지구로 날아오는 여러 종류의 입자 중 큰 에너지를 가진 것을 우주선이라고 하는데 특히 에너지가 큰 것들은 초고에너지 우주선이라고 부른다. 입자 하나의 에너지가 10의 20승 전자볼트(eV)이다. 현재 인간이 만들어 낼 수 있는 최대 입자에너지는 10의 13승 eV에 불과하다. 연구팀은 초고에너지 우주선이 지구에서 5000만 광년이 떨어져 있는 처녀자리 은하단에서 만들어져 거미줄처럼 은하들을 이어주고 있는 은하필라멘트를 따라 움직이다가 지구에 다다랐을 가능성을 제시했다. 처녀자리 은하단에는 초거대질량 블랙홀을 포함하고 있는 ‘처녀자리A전파은하’가 포함돼 있는 만큼 초고에너지 우주선의 기원일 가능성이 큰 것으로 분석되고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

금종해(61) 고등과학원 수학부 교수가 제25대 대한수학회장으로 취임했다. 대한수학회는 1946년에 창립돼 현재 4200여명의 회원으로 구성돼 있는 기초과학 분야 주요 학회이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

기해년(己亥年) 첫날에도 ‘냉장고 추위’는 계속 되겠다. 이 같은 추운 날씨는 1월 초반까지 이어질 것으로 보인다.기상청은 “2019년 새해 첫날인 1일은 중국 북부지방에 위치한 고기압의 영향으로 전국이 대체로 맑은 날씨를 보이겠지만 북서풍이 다소 강하게 불면서 평년보다 2~4도 낮고 체감온도는 더욱 낮을 것”이라고 31일 예보했다. 1일 전국 아침 최저기온은 영하 14도~영하 1도, 낮 최고기온은 영하 2도~영상 6도 분포를 보이겠다. 지역별 아침 최저기온은 춘천 영하 12도, 서울 영하 8도, 대전 영하 7도, 대구 영하 6도, 광주와 울산 영하 3도, 제주 4도 등이다. 한편 기상청 중기예보에 따르면 오는 10일까지 낮 기온은 평년과 비슷한 분포를 보이며 영상권에 들어가겠지만 아침, 저녁 기온은 영하 5도 이하의 추운 날씨가 이어질 것으로 예상된다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

요즘 TV를 틀거나 컴퓨터를 켜면 각종 동영상 사이트에는 소위 ‘먹방’(먹는 방송)이 넘쳐나고 있다. 출연자들이 맛있게 음식을 먹는 모습을 보다보면 나도 모르게 ‘꿀꺽’하고 침을 삼키게 된다. 사실 맛있는 음식을 먹으면 기분이 좋아지는 것이 사실이다. 독일과 미국 의학자와 생물학자들이 맛있는 식사가 기분을 좋게 만드는 메커니즘을 밝혀내 주목받고 있다. 독일 막스플랑크 대사연구소, 쾰른대 의대, 미국 예일대 의대, 심리학과, 현대영양및생리학연구센터, 마운트시나이 아이칸의대 공동연구팀은 기분을 좋게 만드는 도파민이라는 호르몬은 음식을 먹을 때 두 번 방출된다는 사실을 확인하고 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 메타볼리즘’ 28일자에 발표했다. 연구팀은 12명의 건강한 성인남녀를 대상으로 양전자방출단층촬영(PET)을 실시했다. 연구팀은 실험대상자들을 PET 장치에 누인 뒤 맛있는 밀크쉐이크나 맛 없는 음료를 마시도록 한 뒤 뇌의 움직임을 살펴봤다. 그 결과 음식을 섭취할 때 뇌에서 도파민이 두 번 방출되는데 첫 번째는 입 안으로 음식이 들어가서 맛을 느낄 때와 두 번째는 음식이 위장에 도착했을 때이다. 첫 번째 도파민이 분비되는 곳은 보상과 감각 인식과 관련된 뇌 부위였지만 두 번째 도파민이 분비되는 부분은 좀 더 높은 인지기능과 관련된 영역에서였다. 지금까지 위장에 음식이 도달했을 때 도파민이 분비되는 것은 생쥐실험에서는 확인됐지만 인간에게서 확인된 것은 이번이 처음이다. 그렇지만 맛있는 음식과 맛없는 음식을 먹었을 때 도파민의 분비량과 뇌 부위는 다른 것으로 조사됐다. 맛있는 음식을 먹었을 때는 입 안에 들어갔을 때 도파민 분비가 활발했고 맛없는 음식을 먹었을 때는 위에 도착했을 때 도파민 분비가 활발한 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 음식을 먹을 때 사람마다 일정한 도파민 분비량이 있기 때문에 충분한 도파민이 방출될 때까지 계속 먹게 되는 것이라고 설명했다. 맛없는 음식을 먹게 되면 충분히 먹었다고 하더라도 도파민 분비량이 적정 수준에 도달하지 못했기 때문에 식사 뒤 간식이나 다른 먹거리를 찾게 되는 것이라는 말이다. 헤이코 벡스 독일 막스플랑크 대사연구소 교수는 “이번 연구결과는 사람들이 과식을 하는 이유를 알게 해줄 뿐만 아니라 이를 활용하면 과식을 줄이고 몸에 부담을 주지 않고 식이조절을 할 수 있는 방법을 찾을 수 있게 될 것”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr